南黄海辐射沙洲成因的潮流数值模拟解释

用接近计算海域自然陆架坡度的均匀倾斜海底，对南黄海辐射沙洲区的潮流椭圆和潮流场进行数值模拟的结果表明，辐射状潮流场不依赖于海底地形而存在，相反，可能是产生和塑造辐射沙洲的主要动力，并用潮流和潮余流的计算结果，对沙洲区海底沉积物的运移，分布，海底沙洲北大南小的不对称性以及海底沙洲的动态作了解释。     

黄海辐射沙洲波浪折射数学模型

建立了黄海辐射沙洲波浪折射计算的数学模型。模型依据Ｌｏｎｇｕｅｔ－Ｈｉｇｇｉｎｓ提出的波数平面上波浪能量密度沿波射线守恒的理论，建立近岸浅水点与深水边界波谱之间的关系，采用三角形网格概化水下地形，使得波射线方程的求解简化成几何问题；采用逆追踪法，即由近岸浅水工程点出发沿与波射线相反的方向追踪，减少了计算的盲目性和计算工作量；深水边界采用方向谱，并可选择不同的谱型以满足不同问题的需要，黄海辐射沙洲区     

黄海海底辐射沙洲区的M2潮波

建立了东中国海潮波数值模型，模拟了Ｍ２分潮波的传播，以研究Ｍ２分潮波的时空分布与黄海海底辐射沙洲形成和演变规律之间的关系．Ｍ２分潮波进入南黄海后，部分受山东半岛阻隔，在半岛以南水域及海州湾呈逆时针旋转．旋转波与后继的南黄海前进波在江苏北部沿海相遇，并在弓京港附近的水域形成潮波辐聚．在辐聚区内，潮差大，流速急，成为塑造海底沙脊间深槽的主要动力条件．７０００年前古海岸下Ｍ２分潮的数值试验表明，古河口附近的潮波为移动驻波型，其范围刚好与现在的南通市相对应．此结果可以为海底辐射沙洲形成演变的研究提供一定的依据     

黄海海底辐射沙洲区的M2潮波

建立了东中国海潮波数值模型，模拟了Ｍ２分潮波的传播，以研究Ｍ２分潮波的时空分布与黄海海底辐射沙洲形成和演变规律之间的关系，Ｍ２分潮波进入南黄海后，部分受山东半岛阻隔，在半岛以南水域及海州湾呈逆时针旋转，旋转波与后同黄海前进波在江苏北部沿海相遇，并在港附近的水域形成潮波辐聚，在辐聚区内，潮差大，流速急，成为塑造海底沙脊间深槽的主要动力条件，７０００年前古海岸下Ｍ２分潮的数值试验表明，古河口附近的海波     

南黄海辐射沙洲海底地形可视化与定量分析

南黄海辐射沙洲海底地形复杂多变,精细的数字地形模型、不同地形单元的立体可视模型及其定量统计值是进行海洋科学研究、海洋功能区与海域开发利用的基础.利用在辐射沙洲北翼进行的单波束测深获取的水深资料,根据残差分析,选择研究区现有水深数据最佳插值法——克里金法,生成海底地形的数字高程模型.运用水深分层设色法立体可视地表征了辐射沙洲的四种地形单元:浅滩、沙脊、潮流槽和宽谷.根据地形倾角可以定量地分析脊、槽等地形单元的坡形变化,整个沙洲以水平-微倾斜地形(倾角<5°)为主,占总面积的60%,分布在宽谷、沙脊顶部和潮流槽中部等.地形剖面曲率分层设色可以更细致地刻画脊、槽相间地形单元的微地貌,并可定量分析不同地形单元的面积及所占比例.地形平面曲率和切线曲率可以指示不同地形单元的海洋动力特征,即:负值区水深较小、流场较强;正值区水深较大、流场较弱.     

南黄海辐射沙脊群研究进展

南黄海辐射沙脊群是河流与海洋共同作用下形成的特殊地貌单元,它分布于陆海相互作用的地带,储存着海岸演变、海面变化、气候变化、河口环境以及海洋环境的各种信息,是研究全球环境变化和陆海相互作用的理想载体。本文从水文测验、卫星遥感、数字高程模型、人工神经网络、海洋沉积学、潮流数值模型共6个方面对该海域的研究成果进行了梳理。     

南黄海辐射沙脊群波浪场数值模拟

为了探明南黄海辐射沙脊群波浪场特征,以指导这一海域的港口建设,采用波浪折射绕射数学模型模拟了该海域的波浪场.不同工况波浪场的模拟结果表明,该海域波浪传播具有如下特征:(a)等波高线环绕辐射沙脊群顶点港呈弧形分布;(b)波浪多次破碎;(c)不同方向入射波所形成的辐聚带,位置不尽相同;(d)入射波周期对波浪场影响显著.     

辐射沙洲东大港潮流水道悬沙输移机制分析

以东大港潮流水道4号站位的水、沙实测资料为例,利用悬沙通量机制分解法、功率谱分析法,对东大港潮流水道悬沙输移的动力机制进行分析探讨.结果表明,悬沙净输移以平流作用占优,“潮泵效应”项在悬沙输移中也相当重要;潮流流速是水体含沙量变化及悬沙输移的主要动力因素.     

黄海辐射沙脊群海域水环境数值模拟研究

为了弄清黄海辐射沙脊群这一具有广阔潮间带典型海域的水动力及污染物扩散稀释情况,在该海域找到较为理想的污染物排放位置,采用沿深垂向平均二维数值模式对该海域的潮流场和物质扩散场进行了模拟,模拟过程中采用变网格技术和改进的“干湿法”处理动边界问题．通过海域水体余流场和几个典型位置Lagrange水质点运动轨迹的计算,分析了余流场对污染物运移的影响,并得到了该海域较为理想的污染物排放位置．     

冬季苏北辐射沙洲水域悬沙分布及输运特征分析

为揭示苏北辐射沙洲水域泥沙分布及输运的特征,利用潮流及泥沙输运数学模型,给出了辐射沙洲水域的潮平均含沙量场和对应的水质点运动轨迹.分析表明:该水域含沙量呈现以条子泥附近水域为中心,呈辐射状向外围递减的趋势;潮汐通道是辐射沙洲内部水域与外部水域进行水沙交换的重要通道.     

江苏辐射沙洲海域最大可能潮差的计算与分析

为江苏辐射沙洲湿地开发和沿岸港口建设的需要,研究并建立了辐射沙洲海域及沿岸港口最大可能潮差的计算公式.利用改进的G·Godin潮汐调和分析程序对江苏省辐射沙洲海域的21个验潮站潮位资料进行分析.利用Delft3D数值模型对辐射沙洲海域潮流动力进行计算,得到模拟海域8个主要分潮的潮汐调和常数.运用统计分析方法,给出适用于江苏辐射沙洲海域最大可能潮差的计算公式.经验证,该公式简捷、实用,其相对误差绝对值均小于0.5%.     

南黄海辐射沙脊群苦水洋海域沉积地层特征及其环境演变

通过分析南黄海辐射沙脊群苦水洋海域铁板沙11DT06钻孔的沉积相序列、14 C测年数据、粒度特征及其沉积环境意义,并与该海域北翼潮流通道11DT01孔、里磕脚11DT02孔对比,重建了MIS 3阶段以来苦水洋海域的环境演变过程.铁板沙11DT06孔自上而下揭示了4个沉积序列:S1(潮流沙脊层)、S2(潮滩层)、S3(陆相硬黏土层)和S4(高潮滩层).MIS 3阶段以来苦水洋海域经历了潮滩(ca.44~25ka BP)、洪泛平原(陆相硬黏土层,ca.25~12ka BP)、滨岸沼泽与潮滩(ca.12~7ka BP)和水下沙脊-潮流通道(ca.7ka BP至今)等一系列环境演变过程.铁板沙潮流沙脊主要由细砂和粉砂质细砂组成,而MIS 3阶段与早全新世的潮滩沉积主要由黏土质粉砂和粉砂质黏土组成,分选性总体都较差,基本都为正偏态,表明沉积物粒度分布都存在细尾部分,这正是潮流沉积物的一大特点,与洪泛平原相的硬黏土层存在明显差异,指示了主控沉积动力环境的不同.苦水洋海域三个钻孔测试获得的11个AMS 14 C和2个OSL测年数据显示了海陆交互作用强烈地区测年结果的复杂性与不确定性.     

南黄海辐射沙脊群浮游动物群落结构及季节变化

2011年5月(春季)、8月(夏季)、11月(秋季)和2012年2月(冬季)对南黄海辐射沙脊群进行了四个季节浮游动物调查,共鉴定浮游动物42种,夏季(30种)春季(25种)秋季(16种)冬季(14种).总平均丰度和总平均生物量分别为70.03ind·m-3和54mg·m-3,四季丰度由大到小依次为春季(144.61ind·m-3)冬季(51.76ind·m-3)秋季(46.28ind·m-3)夏季(37.47ind·m-3);生物量依次为春季(72mg·m-3)夏季(56mg·m-3)冬季(55mg·m-3)秋季(34mg·m-3).春季丰度和生物量的分布规律不明显,夏季向东北增加,秋季向东南增加,冬季整体分布较均匀.真刺唇角水蚤(Labidocera euchaeta)和中华哲水蚤(Calanus sinicus)是该海域的主要优势种,四个季节唯一的共同优势种是真刺唇角水蚤,数量大,分布广,春季中华哲水蚤对总丰度贡献最大,夏季由于水温的升高数量大幅减少,冬季又成为该海域的优势种.浮游动物多样性指数(H′)年均值为1.70,夏季(2.43)春季(1.97)秋季(1.31)冬季(1.08),该海区浮游动物整体群落结构较简单.对比发现该海域与邻近海域浮游动物种类组成和季节变化规律基本一致,但丰度和生物量较低.     

南黄海辐射沙脊群生物多样性非使用价值评估

生物多样性非使用价值主要指生物多样性在环境和生态系统方面的服务功能,非使用价值评估对生物多样性保护与可持续利用具有重要意义.本文运用条件价值评估法(CVM),设计支付卡式调查问卷,对南黄海辐射沙脊群生物多样性的非使用价值进行评估.在允许零支付意愿(WTP=0)的问卷引导方式、以个人为支付单位,以及规避零支付意愿、以家庭为支付单位两种情况下,分别计算居民对生物多样性保护的支付意愿,进而推算出生物多样性的非使用价值;并采用相关分析和回归分析方法,进一步探讨公众支付意愿的影响因素及影响程度.结果表明,允许WTP=0情况下,受访者的平均支付意愿为96.2元·(a·人)-1;规避WTP=0中,平均支付意愿为232.96元·(a·户)-1,两者差异在可接受范围内;南黄海辐射沙脊群生物多样性的非使用价值为每年5.32~5.92×108元.同时,受访者收入、对生物多样性及其受用海工程影响等相关知识的认知程度,是居民支付意愿的主要影响因素,其中收入水平的影响最为显著.研究结果可为海岸带综合开发空间协调与生态补偿政策制定提供科学依据.     

南黄海西部表层沉积孢粉分布规律及成因研究

本文通过对南黄海西部沿海表层沉积的孢粉分析,总结了该海区的孢粉分布规律及成因.结果表明,（1）该区自南向北根据孢粉浓度可以分为四个区：长江入海口北孢粉浓度高值区、辐射沙洲孢粉浓度低值区、斗龙岗-连云港孢粉浓度高值区、海州湾孢粉浓度低值区;（2）辐射沙洲有两条孢粉浓度高值带,是沙洲南北沉积物源差异以及海底微地貌共同作用形成的;（3）海州湾的松花粉浓度最高,其浓度等值线与胶东半岛平行,并据松林分布,推断该区松花粉主要来自胶东半岛;（4）斗龙岗口-新沂河口草本植物花粉浓度较高,与陆缘植被相对应,以蒿藜花粉占优势.     

南黄海辐射沙脊群地貌演变的模拟研究

南黄海辐射沙脊群的地貌演变机制是物理海洋和海洋地质学家们近30多年来争议较多的问题.本文设计了两个理想实验,模拟苏北潮流脊在理想地形下的发育过程.通过对比真实地形和两个理想地形下的模型结果,本文探讨了潮流脊的发育条件和古沙坝对沙脊群发育的影响以及沙脊群在理想状态下的演变过程.结果表明,(1)江苏近岸海域辐射状流场不依赖于辐射状地形,局部区域的地形差异不影响大范围的潮波系统和潮流特征;辐射沙脊群区域的辐射状潮流是潮汐与中国东部岸线的必然产物.(2)废黄河口海域不断受到侵蚀,等深线向后退,是辐射状沙脊群发育的重要泥沙来源之一.(3)潮致沉积和侵蚀对20m水深以下且未发育潮流脊的平坦地形影响微弱.     

太阳电池生产用管式扩散炉的数值模拟——辐射模型的选择

以生产用晶硅电池管式扩散炉为研究对象,对其进行数学建模;使用四种常用辐射模型进行计算,并对计算结果进行比较;根据温度分布直方图的结果,认为DO辐射模型比其它辐射模型更适合于计算生产用晶硅管式扩散炉的内部热场。     

煤炭地下气化煤气扩散规律数值模拟研究

对煤炭地下气化原理,气体扩散原理进行分析,以计算流体动力学软件(CFD)为基础,模拟分析CO在不同泄漏速度、不同通风速度的情况下在巷道中的体积分数,得出随着泄漏速度的增大,煤气中毒性增大,发生煤气爆炸的可能性也逐渐增高;随着风速的加大,危险区域会逐渐向下风向和靠近泄漏口一侧偏移的扩散规律。当发生煤气泄漏应采取加大通风来稀释煤气浓度,保证人员安全的措施。     

不同围填海方案对南黄海辐射沙脊群海域的冲淤影响研究

本文采用MIKE21二维水动力模型模拟了南黄海辐射沙脊群海域的潮流形态,模拟结果与实测潮流基本一致.在此基础上,比较了三套不同围填海方案对工程附近区域的冲淤影响.从整体上看,三套方案都会对工程周边海域的海底冲淤产生明显影响.条子泥围填海工程后在其北部产生淤积,在东南部产生冲刷.东沙和高泥两座人工岛的建成使原本以弶港为中心扇形辐聚、辐散的潮流格局有所改变,潮流进出主要集中在西洋水道南端和黄沙洋水道西端这两条潮流通道,通道内流速增大,产生冲刷;而两人工岛东部和弶港东部海域产生淤积.基于目前的模拟结果,只建设高泥和东沙两座人工岛更有利于维持西洋水道和黄沙洋水道的畅通,对近岸港口资源具有保护作用.     

河口近岸区三维潮流及悬沙扩散的一种分步模型

在建立模型时,对三维浅海流体动力学方程进行时间分步计算,在垂直方向上引用σ坐标变换,并采用隐式有限差分格式,在水平方向上,采用迎风有限元方法进行数值离散应用本模式与相应的理论公式做了对比计算,结果表明本模型及参数选取是切实可行的。